導(dǎo)讀

NFC無線充電標(biāo)準(zhǔn)（WLC）的批準(zhǔn)，無疑是一個(gè)重要的市場信號，未來隨著越來越多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備加入，尤其是越來越多的微型低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的產(chǎn)生，無線充電技術(shù)將成為一個(gè)重要的趨勢。

如果給你一種最高支持1W充電功率的無線充電技術(shù)，你認(rèn)為它有意義嗎？ 或許會有人調(diào)侃“這簡直是在開歷史的倒車！”的確，在40W、65W無線快充屢見不鮮的當(dāng)下，對于大多數(shù)消費(fèi)者來說，1W的無線充電功率似乎太過于“雞肋”。

但是，歷史總有驚人的相似之處，比如LPWAN作為一種低功耗的廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它解決的正是數(shù)十億低功耗物聯(lián)網(wǎng)終端供電問題。 因此從技術(shù)發(fā)展的角度來看，技術(shù)不是朝著高大上的方向迭代，而是應(yīng)該朝著便宜好用的方向迭代。這才是真正的迭代，有用的迭代。

2020年5月，NFC（Near Field Communication，中文名“近場通信”）標(biāo)準(zhǔn)官方組織NFC論壇（NFC Forum）宣布，新的“無線充電規(guī)范”（Wireless Charging Specification，簡稱“WLC”）已經(jīng)獲得批準(zhǔn)。根據(jù)NFC論壇的解釋，WLC標(biāo)準(zhǔn)支持在NFC的設(shè)備中使用一根天線來實(shí)現(xiàn)通信和充電功能的二合一，因此目前通過這個(gè)解決方案最高僅能實(shí)現(xiàn)1W的充電速度（WLC標(biāo)準(zhǔn)的無線充電支持250毫瓦、500毫瓦、750毫瓦和1瓦四種功率的傳輸?shù)燃墸?/p>

沒錯(cuò)，這個(gè)NFC技術(shù)就是大家十分熟知、應(yīng)用很廣的NFC，比如乘坐公交車時(shí)刷的公交卡、進(jìn)出小區(qū)時(shí)用到的門禁卡、在商場購物支付時(shí)所用的銀行卡，以及像智能手表、智能手機(jī)中都附帶的NFC功能等。 那么，我們今天就來看看，NFC到底如何實(shí)現(xiàn)無線充電的功能，1W的充電功率又將撬動多大的市場？

市場“變革”

無線充電其充電過程不需要任何有線作為電量傳輸介質(zhì)，甚至已經(jīng)發(fā)展到了無需接觸也能實(shí)現(xiàn)“隔空”充電，因而促使電子產(chǎn)品充電體驗(yàn)獲得了大幅度的提升。

但盡管如此，無線充電真正普及到我們的生活卻用了近40年。早在1978年，美國人喬治·博格爾就通過給電動汽車充電開啟了無線充電用例的先河。而我們現(xiàn)在所應(yīng)用最廣、普及度最高的無線充電技術(shù)則是在2010年3月，由無線充電聯(lián)盟針對智能手機(jī)、平板等設(shè)備推出的“Qi”標(biāo)準(zhǔn)。

 “Qi”標(biāo)準(zhǔn)采用的是電磁感應(yīng)技術(shù)進(jìn)行輸電，而NFC則是采用了電磁感應(yīng)技術(shù)進(jìn)行通信，因此看似兩個(gè)無關(guān)的功能其實(shí)在實(shí)現(xiàn)原理上別無二致。如此以來也就造就了NFC無線充電的三大優(yōu)勢：

第一個(gè)優(yōu)勢，即能量傳輸與數(shù)據(jù)傳輸在物理層的硬件電路上合二為一，讓一些對充電功率要求不高的產(chǎn)品，如小型低功耗的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，可以在設(shè)計(jì)中省去傳統(tǒng)的Qi充電線圈。

第二個(gè)優(yōu)勢，即NFC無線充電技術(shù)天線尺寸相較于高功率的Qi標(biāo)準(zhǔn)的無線充電技術(shù)天線尺寸進(jìn)行了數(shù)倍的縮減，這是由于Qi標(biāo)準(zhǔn)工作頻率一般為125KHz，而NFC無線充電技術(shù)工作頻率在更高的13．56MHz。

因此，Qi標(biāo)準(zhǔn)天線尺寸設(shè)計(jì)一般需要10厘米甚至更長，但NFC無線充電技術(shù)天線尺寸則可縮小到1厘米以下。

 第三個(gè)優(yōu)勢，基于NFC的工作原理，提供更大的能量驅(qū)動一些無源設(shè)備，滿足越來越多的無源物聯(lián)網(wǎng)的需求。 比如，智能眼鏡是當(dāng)前各大設(shè)備制造廠商爭相搶占的賽道，作為可穿戴設(shè)備的一種，智能眼鏡憑借“解放”雙手，操作簡便、體積更小而被視為未來智能科技產(chǎn)品的重要增長點(diǎn)。早在2019年，業(yè)界就推出支持NFC無線接觸式充電的設(shè)備，可使數(shù)據(jù)傳輸與充電同時(shí)進(jìn)行。

保證“適用”在上述文章中我們已經(jīng)闡述了NFC無線充電的前兩個(gè)優(yōu)勢：NFC無線充電使能量傳輸與數(shù)據(jù)傳輸在硬件實(shí)現(xiàn)了二合一，其次實(shí)現(xiàn)了相對“Qi”標(biāo)準(zhǔn)下更小的天線尺寸設(shè)計(jì)，因此，NFC無線充電技術(shù)更值得一敘的應(yīng)用場景在于對小型低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的支持。

相比“Qi”標(biāo)準(zhǔn)明確更適合對充電功率要求更高的大型電子產(chǎn)品，如智能手機(jī)、平板電腦以及其他體積較大的產(chǎn)品，NFC無線充電對其目標(biāo)設(shè)備也有明確的適用范圍。

WLC規(guī)范從一開始就表明了NFC無線充電的主要應(yīng)用領(lǐng)域，即智能手表、智能手環(huán)、無線耳機(jī)、手寫筆這樣的小型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

2021年10月，NFC論壇再次就WLC功能進(jìn)行了優(yōu)化，批準(zhǔn)并通過了無線充電規(guī)范WLC 2．0，新規(guī)范從內(nèi)容上更加利于微型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和消費(fèi)電子實(shí)現(xiàn)無線充電，它支持更小的無線尺寸，擴(kuò)大了可使用智能手機(jī)和其他NFC設(shè)備進(jìn)行無線充電的消費(fèi)設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備范圍。

比如平板電腦上的電容筆，目前大多采用的是藍(lán)牙配對，相比NFC配對而言步驟更加繁瑣。 另外在充電方式上，如果采用傳統(tǒng)的無線充電方式，首先，大功率對于電池容量嬌小的電容筆而言本身就是“殺雞用牛刀”；其次，筆身內(nèi)增加線圈無疑也會帶來筆身重量的增加和設(shè)計(jì)復(fù)雜度的提升。

類似的場景其實(shí)還有很多，比如智能電動牙刷、無線TWS耳機(jī)等等。 而NFC無線充電最大的優(yōu)勢在于，可支持終端設(shè)備廠商在有限的空間下不斷優(yōu)化產(chǎn)品。一方面，如果設(shè)備中搭載了NFC芯片，廠商可以放棄單獨(dú)的無線充電技術(shù)；另一方面，減去電磁線圈的部署，應(yīng)用更小的NFC天線可為更大的電池或其他組件騰出地方，使空間有限的小型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備更容易被設(shè)計(jì)。

此外，采用NFC無線充電技術(shù)通過數(shù)據(jù)傳輸還能使充電過程更易被檢測和控制，在充電之外，也能通過數(shù)據(jù)傳輸帶來更多有價(jià)值的附加功能，實(shí)現(xiàn)用戶體驗(yàn)上的升級，比如配件的防偽識別、藍(lán)牙配對、固件升級等等。

合適“時(shí)間”

IoT Analytics創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Knud Lasse Lueth曾經(jīng)公開表示：“到2025年，預(yù)計(jì)將會有超過300億的物聯(lián)網(wǎng)連接，幾乎平均每人擁有4臺物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。”而這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，并不包括智能手機(jī)、個(gè)人電腦、平板等，它們大多是小型低功耗的可穿戴物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，比如無線耳機(jī)、智能手表、智能筆等一系列產(chǎn)品，當(dāng)然未來還將有更多的低功耗智能硬件。

在無線充電成為趨勢的當(dāng)下，對充電功率要求更高的大型產(chǎn)品有“Qi”標(biāo)準(zhǔn)；而針對充電功率要求不高，反而對成本、體積、技術(shù)普及度等有更高要求，基于NFC無線充電技術(shù)的“WLC”標(biāo)準(zhǔn)不失為一種更好的選擇。

首先從市場教育方面來看，NFC無線充電可謂有著得天獨(dú)厚得優(yōu)勢。應(yīng)用上，NFC應(yīng)用已經(jīng)覆蓋了相當(dāng)廣闊的領(lǐng)域，包括在非接觸式支付、訪問控制（門禁）、設(shè)備配對、電子政務(wù)（護(hù)照）、公共交通票務(wù)系統(tǒng)以及消費(fèi)電子產(chǎn)品等眾多應(yīng)用領(lǐng)域中都有應(yīng)用。 而WLC標(biāo)準(zhǔn)得到批準(zhǔn)，也就意味著未來可以直接通過帶有NFC功能的有源設(shè)備實(shí)現(xiàn)充電，比如自帶NFC功能的智能手機(jī)可以搖身一變成為“移動電源”，為其他帶有NFC功能的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備充電。回家開門解鎖智能鎖的時(shí)候就會像刷手機(jī)進(jìn)地鐵站一樣方便、安全。

 其次從供應(yīng)鏈發(fā)展來看，基于NFC方式的無線充電并不意味著現(xiàn)有設(shè)備都能在不更換硬件的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)固件升級就能實(shí)現(xiàn)這一功能，還需要產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)一步協(xié)同。

作為NFC無線方案領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，ST意法半導(dǎo)體的NFC無線充電解決方案通過在系統(tǒng)尺寸和使用靈活度、可彎曲的天線PCB的可用性上的工作富有成效，能有效降低BOM成本。目前，其旗下產(chǎn)品包括ST25 NFC ／ RFID標(biāo)簽、ST25動態(tài)NFC標(biāo)簽、ST25R NFC讀寫器、ST21 NFC控制器以及ST33／54一體式安全NFC解決方案等。

目前，意法半導(dǎo)體作為NFC論壇的贊助成員，正積極推動通過其產(chǎn)品的認(rèn)證，來保障產(chǎn)業(yè)鏈需求。寫在最后NFC無線充電標(biāo)準(zhǔn)（WLC）的批準(zhǔn)，無疑是一個(gè)重要的市場信號，未來隨著越來越多的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備加入，尤其是越來越多的微型低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的產(chǎn)生，無線充電技術(shù)將成為一個(gè)重要的趨勢。

當(dāng)然，鑒于NFC無線充電技術(shù)自身的技術(shù)壁壘并在市場上已大獲成功，NFC將不會對任何無線充電技術(shù)形成替代，反而會成為一個(gè)重要的補(bǔ)充選擇，帶給物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備更靈活、更低成本、更容易的充電方式。